DE1185305B - Verfahren zum Loeten, Schweissen und Abtragen von Materialien mittels eines Ladungstraegerstrahls - Google Patents
Verfahren zum Loeten, Schweissen und Abtragen von Materialien mittels eines LadungstraegerstrahlsInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
Internat. KL: H Ol j
Deutsche KL: 21g-21/01
Nummer: 1185 305
Aktenzeichen: Z 5026 VIII c/21 g
Anmeldetag: 6. Juli 1955
Auslegetag: 14. Januar 1965
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Löten, Schweißen und Abtragen von
Materialien mittels eines Ladungsträgerstrahles, bei dem das Material nur der Einwirkung des Ladungsträgerstrahles
ausgesetzt wird. Der Ausdruck »Materialbearbeitung« soll im folgenden nur diese erwähnten
Arten der Bearbeitung umfassen.
Bei der bekannten Materialabtragung mittels eines Ladungsträgerstrahles, beispielsweise bei der Herstellung
von Bohrungen, wird die zu bearbeitende Materialstelle durch Beschüß mit Ladungsträgern
hocherhitzt, so daß das Material an dieser Stelle abdampft. Es ist auch bekannt, das örtlich hocherhitzte
Material durch chemische Reaktion, beispielsweise durch ein der Bearbeitungsstelle zugeführtes Gas, so
umzuwandeln, daß es leicht in dampfförmigen Zustand übergeht.
Beim Auftreffen des Ladungsträgerstrahles auf das zu bearbeitende Objekt wird zunächst der unmittelbar
getroffenen Materialschicht an der Oberfläche des Objektes Wärmeenergie zugeführt. Bei
ausreichender Intensität des Ladungsträgerstrahles wird die oberste Materialschicht fast augenblicklich
geschmolzen und so weit erhitzt, daß eine stürmische Verdampfung eintritt. Gleichzeitig geben die erhitzten
Materialbezirke durch Wärmeleitung Wärmeenergie an das sie umgebende noch kalte Material
ab. Auf diese Weise entsteht ein dauernder Wärmestrom in die die bearbeitete Stelle umgebenden Materialbezirke.
Bei gleichmäßiger Energieeinstrahlung durch den Ladungsträgerstrahl wird sich nach einiger
Zeit eine Temperaturverteilung einstellen, welche dem Gleichgewichtszustand entspricht, der durch die
energetischen Austauschverhältnisse bestimmt wird. Der Gleichgewichtszustand ist in starkem Maße von
den thermischen Eigenschaften des zu bearbeitenden Materials, insbesondere seiner Wärmeleitfähigkeit
abhängig, d. h., die Temperaturüberhöhung an der zu bearbeitenden Stelle wird um so besser sein, je
geringer beispielsweise die Wärmeleitfähigkeit des Materials ist.
Um eine ausreichend schnelle Materialverdampfung in dem abzutragenden Materialbereich zu erreichen,
ist es notwendig, das Material so weit zu erhitzen, daß ein ausreichend großer Dampfdruck
entsteht. Damit nur diejenigen Teile des Materials geschmolzen werden, welche aus dem übrigen Materialverband
herausgelöst werden sollen, ist es erforderlich, die Temperatur an den Randbezirken der
zu bearbeitenden Stelle unter dem Schmelzpunkt zu halten. Oft ist es jedoch zweckmäßig, die Temperatur
in den weiteren Randgebieten noch niedriger zu Verfahren zum Löten, Schweißen und Abtragen
von Materialien mittels eines Ladungsträgerstrahls
Anmelder:
United Aircraft Corporation, East Hartford,
Conn. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. F. Weickmann,
Dr.-Ing. A. Weickmann,
Dipl.-Ing. H. Weickmann und Dr. K. Fincke,
Patentanwälte, München 27, Möhlstr. 22
Als Erfinder benannt:
Karl Heinz Steigerwald, Heidenheim
halten, damit Materialveränderungen vermieden werden.
Für kontinuierliche Ladungsträgereinstrahlung ergibt sich, im wesentlichen bedingt durch den Wert
der Wärmeleitfähigkeit des zu bearbeitenden Materials, eine Einschränkung in der Anwendung des
Verfahrens. Da die eingestrahlte Eniergie, die erforderliche Temperaturüberhöhung, die Größe des bearbeiteten
Bereiches und die thermischen Eigenschaften des zu bearbeitenden Materials miteinander
in Beziehung stehen, läßt sich die Forderung nach einem möglichst starken Temperaturabfall an den
Rändern des Bearbeitungsgebietes nicht immer erfüllen, so daß bei vielen Materialien selbst beim
Löten und Schweißen, d. h. bei einer Energieeinstrahlung, welche notwendig ist, den bestrahlten
Bereich zu schmelzen, bereits durch Wärmeleitung Aufschmelzungen der Randgebiete entstehen.
Durch solche Aufschmelzungen können sich beim Materialabtragen, z. B. bei der Herstellung von Bohrungen,
in dem entstehenden Bohrloch Schmelzmassen ansammeln, welche dann dazu führen, daß
immer weitere Randgebiete auf dem Wege der Wärmeleitung erhitzt und aufgeschmolzen werden.
Auf diese Weise verschlechtert sich die Bearbeitungsfähigkeit im Verlaufe des Bohrvorgangs immer
mehr.
Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Oberflächenfiltern bekannt, bei welchem mittels eines
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3 4
Elektronenstrahles in eine sehr dünne Folie eine dungsträgerstrahles in den Impulspausen auf den
Vielzahl von Löchern gebrannt wird. Der Elek- Wert Null herabzusetzen.
tronenstrahl wird während der Bewegung von einer Die zur Bearbeitung des Materials notwendige In-
Bearbeitungsstelle zur nächsten abgeschaltet. Wäh- tensität des Ladungsträgerstrahles wird also nur
rend der Bearbeitung einer zusammenhängenden 5 während der Dauer der Strahlimpulse erreicht, d. h.,
Stelle trifft jedoch der Strahl kontinuierlich auf, so das Material wird während kurzer aufeinanderfol-
daß die geschilderten Nachteile einer solchen Be- gender Intervalle erhitzt und dabei aufgeschmolzen
arbeitung hier nicht vermieden werden. und gegebenenfalls verdampft. In den zwischen die-
Es ist bekannt, zur Herstellung kleiner Kugeln aus sen Zeitintervallen liegenden Pausen kühlt sich das
hochschmelzbarem Material dieses Material mittels io bearbeitete Material jeweils so weit ab, daß sich zu
eines Ladungsträgerstrahles zu erhitzen und aufzu- Beginn eines jeden Bearbeitungsimpulses der gleiche
schmelzen. Dabei kann die Stromdichte des Ladungs- Anfangszustand einstellt.
trägerstrahles plötzlich erhöht werden, wobei das Mit Hilfe dieses Verfahrens kann die Materialvorerhitzte
Schmelzgut durch das plötzliche Auftref- bearbeitung in praktisch beliebigem Maße von den
fen großer Energiemengen infolge Dampfexplosion 15 thermischen Eigenschaften des bearbeiteten Matezerspringt
und dabei in kungeiförmige Tropfen zer- rials unabhängig gemacht werden. Ein weiterer
fällt. Es handelt sich hier um einen einmaligen In- wesentlicher Vorteil des neuen Verfahrens gegentensitätsanstieg
des Ladungsträgerstrahles, der für über einer Bearbeitung mit kontinuierlichem Laandere
Arten der Materialbearbeitung keinerlei Vor- dungsträgerstrahl liegt darin, daß die unerwünschteile
mit sich bringt. 20 ten Nebenerscheinungen, d. h. insbesondere die
Ferner ist es bekannt, beim Abtragen von Halb- Wärmeableitung, in die nicht direkt erhitzten Mateleitermaterial
mittels eines Elektronenstrahles die rialstellen zugunsten des Bearbeitungseffektes verIntensität
des Elektronenstrahles gleitend oder mindert werden. Dadurch wird der Wirkungsgrad
sprungweise zu ändern. Diese relativ langsam bzw. des Verfahrens erhöht. Ferner wird der thermisch
nicht periodisch verlaufenden Änderungen bringen 25 beanspruchte Randbereich ganz wesentlich verkleijedoch
bezüglich der Eingrenzung des wärmebean- nert, und die Bearbeitungen können mit sehr viel
spruchten Bereiches keinen Vorteil mit sich, da größerer Genauigkeit durchgeführt werden. Weiterdurch
sie der Wärmefluß in die nicht direkt vom hin ist es bei dem neuen Verfahren möglich, die
Strahl erhitzten Randbezirke nicht wesentlich beein- Strahlintensität während der kurzen Bearbeitungsflußt
wird. 30 impulse wesentlich höher zu wählen als bei konti-
Schließlich ist es bekannt, zum Oberflächenhärten nuierlicher Einstrahlung, ohne daß Schädigungen
von Metall einen intermittierend gesteuerten Elek- des Materials oder des Strahlerzeugungssystems auftronenstrahl
zu verwenden. Es tritt hier jedoch keine treten. Dadurch wird es möglich, die Bearbeitungs-Änderung
im Aggregatzustand des bestrahlten Mate- geschwindigkeit gegenüber dem mit kontinuierlicher
rials ein. 35 Ladungsträgereinstrahlung arbeitenden Verfahren zu
Das Problem, daß sich bei kontinuierlicher Ein- erhöhen.
strahlung des Ladungsträgerstrahles zum Zwecke des Es lassen sich also mit Hilfe des neuen Verfah-
Materialabtragens Aufschmelzungen bilden, welche rens allein mit thermischen Mitteln alle angestreb-
die weitere Materialabtragung sehr störend beein- ten Ziele bei der Materialbearbeitung mit Ladungs-
flussen, war bekannt. Zur Vermeidung dieses Nach- 40 trägerstrahl erreichen, d. h., die gemäß dem erwähn-
teils ist vorgeschlagen worden, das Werkstück im ten älteren Vorschlag angestrebte Wechselwirkung
Bereich der Bearbeitungsstelle mit Ultraschallschwin- ist nicht notwendig.
gungen zu beaufschlagen. In weiterer Ausgestaltung Zur näheren Erläuterung des Unterschiedes zwidieses
Verfahrens ist auch vorgeschlagen worden, sehen den thermischen Vorgängen bei kontimüerden
Ladungsträgerstrahl in der Frequenz des Ultra- 45 licher und diskontinuierlicher Ladungsträgereinstrahschalls
intermittierend zu steuern. Dabei soll durch lung ist der Temperaturverlauf an der Oberfläche
eine Phasenverschiebung zwischen Strahlimpuls und einer bestrahlten Platte für verschiedene Zeitpunkte
Ultraschallschwingung ein besonders günstiges Ver- in F i g. 1 schematisch dargestellt. Hierbei ist die
hältnis zwischen der einstrahlenden Energie und der Temperaturverteilung nur in ihrem prinzipiellen Verdabei
erzielbaren Bearbeitungswirkung erreicht wer- 50 lauf unter Vernachlässigung ihrer feineren Struktur
den. Es wird hier also eine Wechselwirkung zwi- wiedergegeben.
sehen mechanischen und thermischen Kräften ange- Eine Platte 1 ist im Schnitt gezeichnet. Auf sie
strebt. Eine Anordnung zur Ausführung dieses Ver- trifft ein rotationssymmetrischer Ladungsträgerstrahl,
fahrens ist ziemlich aufwendig und erlaubt in vielen dessen Achse mit 2 bezeichnet ist, mit gleichmäßiger
Fällen nicht die Erzielung der angestrebten Wir- 55 Stromdichteverteilung in der im Schnitt gezeichneten
kung. Kreisfläche 3 kontinuierlich auf. Die sich zu den
Es wird nun bei dem Verfahren zum Löten, aufeinanderfolgenden Zeitpunkten id bis i4 an der
Schweißen und Abtragen von Materialien mittels Oberfläche der Platte einstellenden Temperaturvereines
Ladungsträgerstrahles, bei dem das Material teilungen zeigen die Kurven 4 bis 7.
nur der Einwirkung des Ladungsträgerstrahles aus- 60 Der Ladungsträgerstrahl erhitzt im ersten Zeitgesetzt ist, erfindungsgemäß der Ladungsträgerstrahl punkt des Auftreffens nur eine sehr dünne Materialwährend des Bearbeitens einer zusammenhängenden schicht innerhalb der Kreisfläche 3, welche durch Bearbeitungsstelle in einer Folge von relativ zur Be- den starken Temperaturabfall zu den angrenzenden arbeitungszeit kurzen Strahlimpulsen zur Wirkung Gebieten einer intensiven Kühlung ausgesetzt ist. gebracht. Die Intensität des Strahles wird dabei in 65 Die Temperaturverteilung ist zunächst rechteckig den Impulspausen auf einen endlichen Wert herab- über dem Schnitt von 3, wobei die obengenannten gesetzt, der unter der Bearbeitungsintensität liegt. Strahleigenschaften vorausgesetzt sind. Mit fort-Besonders vorteilhaft ist es, die Intensität des La- schreitender Erwärmung einer dickeren Material-
nur der Einwirkung des Ladungsträgerstrahles aus- 60 Der Ladungsträgerstrahl erhitzt im ersten Zeitgesetzt ist, erfindungsgemäß der Ladungsträgerstrahl punkt des Auftreffens nur eine sehr dünne Materialwährend des Bearbeitens einer zusammenhängenden schicht innerhalb der Kreisfläche 3, welche durch Bearbeitungsstelle in einer Folge von relativ zur Be- den starken Temperaturabfall zu den angrenzenden arbeitungszeit kurzen Strahlimpulsen zur Wirkung Gebieten einer intensiven Kühlung ausgesetzt ist. gebracht. Die Intensität des Strahles wird dabei in 65 Die Temperaturverteilung ist zunächst rechteckig den Impulspausen auf einen endlichen Wert herab- über dem Schnitt von 3, wobei die obengenannten gesetzt, der unter der Bearbeitungsintensität liegt. Strahleigenschaften vorausgesetzt sind. Mit fort-Besonders vorteilhaft ist es, die Intensität des La- schreitender Erwärmung einer dickeren Material-
schicht infolge weiterer kontinuierlicher •Ladungsträgereinstrahlung
vermindert sich die Abkühlung von 3, die Temperatur steigt hier weiter an, und es
bildet sich zu einem mit tt bezeichneten Zeitpunkt
die durch 4 gezeigte, nur noch annähernd rechteckige Temperaturverteilung aus. Die vorausgegangene
rechteckige Temperaturverteilung liegt bei einem niedrigeren Temperaturwert und ist hier der
Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt. Bei weiterer kontinuierlicher Ladungsträgereinstrahlung gelangt
immer mehr Wärme durch Wärmeleitung von der Stelle 3 zu den benachbarten Gebieten der Platte 1,
die Temperaturverteilung durchläuft die Kurven 5 bis 7 und erreicht schließlich einen Gleichgewichtszustand.
Wie die Kurven 4 bis 7 zeigen, wird das Material auch außerhalb von 3 über den Schmelzpunkt Ts
hinaus erhitzt. Die Ausdehnung des geschmolzenen Gebietes wird also nicht allein von der geometrischen
Form des Ladungsträgerstrahles bestimmt.
In Fig. 2 ist demgegenüber der Vorgang bei diskontinuierlicher
Ladungsträgereinstrahlung gezeigt. Die Fläche 3 werde mit einem Ladungsträgerstrahlimpuls
bestrahlt, dessen Zeitdauer sich von i0 bis t.,
erstreckt. Die Stromdichteverteilung über dem Strahlquerschnitt sei gleichmäßig wie in Fig. 1. Ebenso
sei die Stromdichteverteilung über die Zeitdauer des Impulses konstant. Von der Zeit i0 bis t2 bildet sich
die Temperaturverteilung in der oben geschilderten Weise nach den Verteilungskurven 10 und 11 aus,
die den Kurven 4 und 5 der F i g. 1 entsprechen. Nach Abschalten des Impulses tritt ein schneller
Temperaturabfall im Zentrum des erhitzten Gebietes ein. Da sich gleichzeitig die Erwärmung in der
Platte 1 weiter ausdehnt, entstehen zu den Zeitpunkten t:i und i4 Temperaturverteilungen nach den Kurven
12 und 13. Das Temperaturmaximum verflacht sich immer mehr, und die Erhitzung der Platte 1
verschwindet langsam völlig.
Die zu jedem Zeitpunkt des Vorganges bestehenden Temperaturverteilungen lassen sich in einer
Kurvenschar zusammenfassen, deren Einhüllende die gestrichelte Kurve 14 darstellt. Diese Kurve ist
somit maßgebend für den durch die Impulsbestrahlung entstehenden Bearbeitungseffekt. Wie Fig. 2
zeigt, wird nur noch der Teil der Platte 1 aufgeschmolzen, welcher zwischen den Schnittpunkten
der Kurve 14 mit der Schmelztemperatur entsprechenden Ordinate Ts liegt. Dieses Gebiet wird
wesentlich genauer von der geometrischen Form des einfallenden Ladungsträgerstrahles bestimmt. Bei
einer Wiederholung mehrerer Impulse hintereinander mit gleichen Impulspausen wird sich ein immer wieder
gleicher Temperaturverlauf einstellen, welcher durch eine Einhüllende nach Art der Kurve 14 wiedergegeben
werden kann.
Es ist bei impulsförmiger Ladungsträgereinstrahlung möglich, das Material kurzzeitig wesentlich
höheren Stromdichten auszusetzen, als dies bei kontinuierlicher Ladungsträgereinstrahlung der Fall ist,
ohne daß dadurch die Eingrenzung des zu bearbeitenden Bereiches überschritten wird. Hierbei wird
entsprechend der definierten Dauer eines Impulses nur eine sehr dünne Materialschicht äußerst hoch
erhitzt.
Mit kürzer werdender Impulsdauer bei gleichbleibender Impulspause nähern sich die auftretenden
Temperaturverteilungskurven immer mehr der Rechteckform. Auf diese Weise erhält auch der obere Teil
der Einhüllenden dieser Kurven weitgehend rechteckige Form. Es hat sich daher als zweckmäßig erwiesen,
die Temperaturverteilung auf einem zu bearbeitenden Werkstück insbesondere durch die Intensität
und die Länge des eingestrahlten Ladungsträgerimpulses zu wählen. In vielen Fällen ist es
auch vorteilhaft, den Intensitätsverlauf über einen Impuls nicht konstant, sondern zeitlich veränderlich
ίο zu wählen.
Es kann vorteilhaft sein-den Ladungsträgerstrahl während der Impulspausen zu defokussieren oder
abzulenken. Auf diese Weise ist es möglich, auf dem zu bearbeitenden Material eine Temperungswirkung
zu erzeugen.
Zum Bohren von Löchern, die beispielsweise konische Form haben, ist es unter Umständen erforderlich,
die Form des Ladungsträgerstrahls von Impuls zu Impuls zu ändern. Die kann durch Regelung
der den Eelektronenstrahl formenden elektronenoptischen Mittel erfolgen.
Die Herstellung der Ladungsträgerimpulse kann sowohl auf mechanischem Wege, beispielsweise
durch mechanisch bewegte Abschattungsvorrichtung, als auch auf elektrischem Wege, beispielsweise durch
Steuerung der Emission der Ladungsträgerstrahlquelle und/oder durch Ablenkung des Ladungsträgerstrahles
mit Hilfe an sich bekannter elektrischer Strahlsperren, und/oder durch eine Defokussierungslinse
erfolgen.
Soll ein Objekt an mehreren Stellen bearbeitet werden oder ist eine zu bearbeitende Stelle verhältnismäßig
groß, so ist es unter Umständen vorteilhaft, die Auftreffstelle des Ladungsträgerstrahles auf
dem zu bearbeitenden Objekt während der Bestrahlung und/oder zwischen den Impulsen durch Bewegung
dieses Objektes und/oder durch Ablenkung des Ladungsträgerstrahles zu verändern. Sind mehrere
gleichzeitig zu bearbeitende Objekte vorhanden, so kann es zweckmäßig sein, diese nacheinander von
Impuls zu Impuls dem Ladungsträgerstrahl auszusetzen. Dies kann durch entsprechende Bewegung
der Objekte mit Hilfe von Vorschubvorrichtungen oder durch entsprechende Ablenkung des Ladungstragerstrahles
geschehen. Es kann vorteilhaft sein, die Verschiebung der Objekte und/oder die Ablenkung
des Ladungsträgerstrahles in bezug auf die Impulsfolge in bestimmter Weise regelbar zu gestalten.
Unter Umständen ist es zweckmäßig, bei bestimmten Materialien mit verschiedenen Ladungsträgerstrahlen
unterschiedlicher Zusammensetzung zu arbeiten. Alle diese Ladungsträgerstrahlen können
intermittierend gesteuert werden und nacheinander auf dieselbe Stelle des zu bearbeitenden Objektes
fallen. Es kann auch zweckmäßig sein, einen Teil der Ladungsträgerstrahlen gleichzeitig auf dieselbe
Stelle des zu bearbeitenden Objektes fallen zu lassen.
Bei der Materialbearbeitung mittels intermittierendem Ladungsträgerstrahl wird der bearbeitete
Gegenstand durch die erzeugten Temperaturschwankungen und die dabei verlaufenden thermischen
Ausdehnungen starken Beanspruchungen ausgesetzt.
Es ist vorteilhaft, den zu bearbeitenden Gegenstand teilweise oder insgesamt auf eine Temperatur zu
erhitzen, welche eine Zerstörung durch die Temperaturbeanspruchung ausschließt. Dies kann dadurch
erreicht werden, daß das zu bearbeitende Objekt durch zusätzliche Ladungsträgerstrahlen und/oder
beispielsweise elektrische Heizvorrichtungen vor, während und nach der Bearbeitung auf eine bestimmte,
vorzugsweise einstellbare Temperatur erwärmt wird. Es ist dabei zweckmäßig, die Erwärmung
des Objektes durch z. B. lichtelektrische und/oder thermoelektrische Regelvorrichtungen zu
steuern. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, auch den zur Bearbeitung des Gegenstandes dienenden
Ladungsträgerstrahl durch lichtelektrische und/oder thermoelektrische Regelvorrichtungen in Abhängigkeit
von den bei der Bearbeitung auftretenden thermischen Vorgängen zu steuern.
Um beispielsweise chemische Wirkungen zu erzielen oder Überzüge auf Teilbezirke der zu bearbeitenden
Stelle oder das gesamte bestrahlte Gebiet herstellen zu können, kann es zweckmäßig sein,
während der Bestrahlungspausen oder während bestimmter Zeiten des gesamten Bearbeitungsvorganges
in die Nähe der oder an die zu bearbeitende Stelle zusätzliche Substanzen, beispielsweise durch Aufdampfen,
zu bringen.
Claims (22)
1. Verfahren zum Löten, Schweißen und Abtragen von Materialien mittels eines Ladungsträgerstrahles,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ladungsträgerstrahl während des Bearbeitens einer zusammenhängenden Bearbeitungsstelle
in einer Folge von relativ zur Bearbeitungszeit kurzen Strahlimpulsen zur Wirkung
gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität des Ladungsträgerstrahles
in den Impulspausen auf einen endlichen Wert herabgesetzt wird, der unter der Bearbeitungsintensität liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität des Ladungsträgerstrahles
in den Impulspausen auf den Wert Null herabgesetzt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
zu Beginn jedes Bearbeitungsimpulses die eingestrahlte Intensität relativ zur gesamten Dauer
der Impulse steil ansteigt und am Ende steil abfällt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Bearbeitungs-Vorganges
die Dauer der Bearbeitungsimpulse verändert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Bearbeitungsvorganges die Dauer der Impulspausen verändert
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Bearbeitungsvorganges sowohl die Dauer der Bearbeitungsimpulse als auch die Dauer der zwischen diesen
liegenden Pausen verändert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Bearbeitungsvorganges der Energieinhalt der Bearbeitungsimpulse verändert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität des auf das Material
auftreffenden Ladungsträgerstrahles innerhalb der einzelnen Bearbeitungsimpulse in ihrem
zeitlichen Verlauf geändert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladungsträgerstrahl
während der Bearbeitungspausen defokussiert wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt des Ladungsträgerstrahles von Bearbeitungsimpuls zu Bearbeitungsimpuls
durch Regelung der elektronenoptischen Elemente geändert wird.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auftreffstelle des Ladungsträgerstrahles auf dem zu bearbeitenden Material in den Impulspausen
durch Bewegen dieses Materials und/oder Ablenkung des Ladungsträgerstrahles verändert wird.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 mit mehreren Ladungsträgerstrahlen,
dadurch gekennzeichnet, daß diese nacheinander auf dieselbe Stelle des zu bearbeitenden
Materials auftreffen.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge der auf das
Material auftreffenden Ladungsträgerstrahlen verändert wird.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 mit mehreren Ladungsträgerstrahlen,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil derselben gleichzeitig auf dieselbe Stelle des zu
bearbeitenden Materials auftrifft.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ladungsträgerstrahl durch elektrische, lichtelektrische und/oder thermoelektrische Regelvorrichtungen
in Abhängigkeit von den bei der Bearbeitung auftretenden thermischen Vorgängen gesteuert wird.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das zu bearbeitende Material durch Ladungsträgerstrahlen und/oder elektrische Heizvorrichtungen
vor, während und nach der Bearbeitung auf eine einstellbare Temperatur erwärmt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des Materials
durch elektrische, lichtelektrische und/oder thermoelektrische Regelvorrichtungen gesteuert
wird.
19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß während bestimmter Zeiten des gesamten Bearbeitungsvorganges und/oder während der
Impulspausen in die Nähe und/oder an die zu bearbeitende Stelle zusätzliche Substanzen gebracht
werden.
20. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine rotierende mechanische Abschattungsvorrichtung zur
Unterbrechung des Ladungsträgerstrahles vorgesehen ist.
21. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuer-
vorrichtung zur Steuerung der Emission der Ladungsträgerstrahlquelle vorgesehen ist.
22. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strahlsperre
vorgesehen ist, die den Strahl während der Bearbeitungspausen ablenkt.
10
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 903 017, 880 311, 434, 896 827, 993-Ü3/974 937; -'·" ".
britische Patentschrift Nr. 657 295; französische Patentschrift Nr. 1004 891;
»Electronics«, Vol. 21, 1948, Nr. 3, S. 74 bis
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT559958D IT559958A (de) | 1955-07-06 | ||
BE548761D BE548761A (de) | 1955-07-06 | ||
DEZ5026A DE1185305B (de) | 1955-07-06 | 1955-07-06 | Verfahren zum Loeten, Schweissen und Abtragen von Materialien mittels eines Ladungstraegerstrahls |
CH342299D CH342299A (de) | 1955-07-06 | 1956-06-16 | Verfahren zur Materialbearbeitung mittels Ladungsträgerstrahlen |
AT195730D AT195730B (de) | 1955-07-06 | 1956-06-19 | Verfahren und Anordnung zur Materialbearbeitung mittels Ladungsträgerstrahl |
FR1200072D FR1200072A (fr) | 1955-07-06 | 1956-06-21 | Procédé de traitement de matières au moyen de rayons porteurs de charges |
US59328056 US2902583A (en) | 1955-07-06 | 1956-06-22 | Method for working materials by means of a beam of charged particles |
GB1954956A GB812713A (en) | 1955-07-06 | 1956-06-25 | Method for working materials by means of a beam of charged particles |
Applications Claiming Priority (1)
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